阅读说明：本技术 推车控制把手及推车 (Cart control handle and cart ) 是由 王建辰 其他发明人请求不公开姓名 于 2019-02-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种推车控制把手及推车,包括手柄、传感器组件及连接座,所述手柄通过所述传感器组件连接于所述连接座,所述传感器组件能够感应到施加在手柄上的力以及手柄因施加的力而产生位移和扭矩中的至少一种。由于传感器组件能够实时地感应出施加在手柄上的力信号以及手柄的位移或扭矩等至少两个矢量信号,这些矢量信号可作为控制推车前进、后退或转向的指令信号,传感器组件可将感应得到矢量信号反馈给控制器,控制器便可根据反馈的矢量信号控制电机驱动底盘上的轮子带动推车运动；因此操作人员只需通过双手握住手柄来操控手柄发出指令信号,即可控制推车按照指定的路径运动,从而节省了搬运机械臂所需的精力和时间,提高了手术效率。(The invention relates to a control handle of a cart and the cart, which comprises a handle, a sensor assembly and a connecting seat, wherein the handle is connected to the connecting seat through the sensor assembly, and the sensor assembly can sense force applied to the handle and at least one of displacement and torque generated by the handle due to the force applied by the handle. The sensor assembly can sense at least two vector signals such as a force signal applied to the handle and displacement or torque of the handle in real time, the vector signals can be used as instruction signals for controlling the cart to move forwards, backwards or turn, the sensor assembly can feed the sensed vector signals back to the controller, and the controller can control the motor to drive the wheels on the chassis to drive the cart to move according to the fed-back vector signals; therefore, an operator can control the cart to move according to the appointed path by only holding the handle with two hands to control the handle to send out an instruction signal, so that the energy and time required for carrying the mechanical arm are saved, and the operation efficiency is improved.)

推车控制把手及推车

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种推车控制把手及推车。

背景技术

推车作为手术机器人的一部分，其主要的作用是便于操作人员在地面上移动手术机器人的机械臂；然而手术机器人的机械手臂重量都比较重，若单纯依靠把手来传递操作人员的人力来控制并驱动推车前进或后退会比较费力、转向也比较笨重，一般会在推车底盘上设置驱动装置，操作人员需要输入控制指令来控制驱动装置驱动推车运动，现有的输入控制指令的操作结构相对复杂，操作起来比较困难，这样会在搬运机械臂上花费大量的时间和精力，降低了手术的效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种操作控制推车运动比较便捷的推车控制把手。

一种推车控制把手，包括手柄、传感器组件及连接座，所述手柄通过所述传感器组件连接于所述连接座，以使其与所述连接座分隔，所述传感器组件用于感应施加在手柄上的力以及手柄因施加的力而产生的位移和扭矩中的至少一种。

一种推车，包括车架、底盘及推车控制把手，所述推车控制把手通过所述连接座安装于所述车架上，所述传感器组件与推车上的控制器电性连接。

附图说明

图1为本发明一实施例的推车控制把手的分解示意图；

图2为本发明一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图5为本发明另一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图6为本发明另一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图7为本发明另一实施例的推车控制把手的结构示意图；

图8为本发明一实施例的推车控制把手的手柄截面的结构示意图；

图9为本发明一实施例的推车控制把手的另一种手柄截面的结构示意图；

图10为本发明一实施例的推车的结构示意图；

图11为本发明一实施例的推车的一种驱动方式的底盘的结构示意图；

图12为本发明一实施例的推车的另一种驱动方式的底盘的结构示意图。

其中，1、手柄；1a、左手操控部分；1b、右手操控部分；11、安装腔；2、传感器组件；21、六轴传感器；22、力传感器；23、位移传感器；24、扭矩传感器；3、连接座；31、安装板；4、开关控制组件；41、控制开关；41a、滚动体；42、按钮；42a、按压部；42b、倾斜面；43、第一复位件；44、导向杆；45、第二复位件；5、支架；6、车架；7、底盘；71、舵轮；72、万向轮；73、驱动轮。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“耦合”另一个元件，它可以是直接耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“远端”、“近端”作为方位词，该方位词为介入医疗器械领域惯用术语，其中“远端”表示手术过程中远离操作者的一端，“近端”表示手术过程中靠近操作者的一端。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，推车控制把手，其包括手柄1、传感器组件2及连接座3，手柄1通过传感器组件2与连接座3连接，以使手柄1不直接与连接座3连接，两者之间通过传感器组件2隔开，以令施加在手柄1上的力通过传感器组件2传递至推车，而不直接传递给推车。其中，传感器组件2可包含不同种类的传感器，使得传感器组件2能够感应到施加在手柄1上的力(推力、拉力等)以及手柄1因施加的力而产生的位移及扭矩中的至少一种。

本发明实施例的推车控制把手，由于传感器组件2能够实时地感应出施加在手柄1上的力以及手柄1因施加的力而产生的位移及扭矩等矢量信号，这些矢量信号可作为控制推车前进、后退或转向的指令信号，传感器组件2可将感应得到矢量信号反馈给控制器，控制器便可根据反馈的矢量信号进行分析处理，以发出控制信号控制底盘上的电机驱动轮子带动推车运动；因此操作人员只需通过双手握住手柄来操控手柄1发出指令信号，即可控制推车按照指定的路径运动，从而节省了搬运机械臂所需的精力和时间，提高了手术效率。此外，由于手柄与连接座不直接连接，其令控制更加准确。

传感器组件2具有传感器，其中，如图1、图2所示传感器既可以为一个，也可以如图3至图7所示为多个。进一步地，如图5至图7所示，传感器组件2还可以具有支架5，多个传感器设置于支架5上。其中，多个传感器位于支架的不同侧。例如，图5、图6所示实施例中，传感器23与传感器24位于支架5的相邻两侧，图7所示实施例中传感器22与传感器23位于支架5的相对两侧。其他实施例中，多个传感器也可以均位于支架的一侧，或者位于传感器的更多侧面上，例如三个传感器分别位于传感器的三个侧面方向上，即每个传感器位于一侧。需要说明的是，当传感器数量较少时，如图1至图4所示实施例中，传感器组件2也可以具有支架5。支架5用于连接多个传感器，以使手柄1通过传感器组件2将力传递给连接座3。

具体地，如图2所示实施例中，传感器组件2包括六轴传感器21，手柄1通过六轴传感器21连接于连接座3，六轴传感器21可以感应出施加于手柄1上的多个方向的矢量信号，以三维坐标系作为参考，这些矢量信号可以是分别围绕三个坐标轴旋转的扭矩以及沿三个坐标轴的力或位移，通过控制器比较六轴传感器21采集到的力信号和位移信号的大小及方向可以得出控制推车移动的指令信号；例如以推车前进的方向为正向，推车后退的方向为反向，当左右手均给手柄1施加推力时，则六轴传感器21从手柄1上采集到的均为正向力信号和正向位移信号，此时，若推力大小相等，则推车直线前进，若推力大小不等，则在前进过程中向着推力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当左右手均给手柄1施加拉力时，六轴传感器21从手柄1上采集到的均为反向力信号和反向位移信号，此时，若拉力大小相等，则推车直线后退，若拉力大小不等则在后退过程中向着拉力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当一只手施加推力，一只手施加拉力使手柄1发生位移时，则六轴传感器21上主要采集的为扭矩信号，此时，推车为左转向或右转向。

如图3所示实施例中，传感器组件2包括两个力传感器22，手柄1的左手操控部分1a通过其中的一个力传感器22连接于连接座3，手柄1的右手操控部分1b通过另一个力传感器22连接于连接座3，手柄1的左手操控部分1a及右手操控部分1b指手柄上用于手持并与手接触的区域，本实施例中，手柄包括左手柄及右手柄，它们为分体结构，也可为一体结构；力传感器22主要采集施加在手柄1上的力信号，通过控制器比较两个力传感器22采集到的力信号的大小及方向可以得出控制推车移动的指令信号；例如，以推车前进的方向为正向，推车后退的方向为反向，当左右手均给手柄1施加推力时，则两个力传感器22从手柄1上采集到的均为正向力信号，此时，若推力大小相等，则推车直线前进，若推力大小不等，则在前进过程中向着推力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当左右手均给手柄1施加拉力时，两个力传感器22采集到的均为反向力信号，此时，若拉力大小相等，则推车直线后退，若拉力大小不等则在后退过程中向着拉力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当一只手施加推力，一只手施加拉力使手柄1发生位移时，两个力传感器22采集到的为一个正向力信号，一个反向力信号，此时，推车为左转向或右转向。

如图4所示实施例中，传感器组件2包括两个位移传感器23，手柄1的左手操控部分1a通过其中的一个位移传感器23连接于连接座3，手柄1的右手操控部分1b通过另一个位移传感器23连接于连接座3，位移传感器23主要采集手柄1的位移信号，通过控制器比较两个位移传感器23采集到的位移信号的大小及方向可以得出多种控制推车移动的指令信号；例如，以推车前进的方向为正向，推车后退的方向为反向，当左右手均给手柄1施加推力使手柄1发生位移时，则两个位移传感器23从手柄1上采集到的均为正向位移信号，此时，若推力大小相等，则推车直线前进，若推力大小不等，则在前进过程中向着推力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当左右手均给手柄1施加拉力使手柄1发生位移时，两个位移传感器23采集到的均为反向位移信号，此时，若拉力大小相等，则推车直线后退，若拉力大小不等则在后退过程中向着拉力小的一边偏转(左偏转或右偏转)；当一只手施加推力，一只手施加拉力使手柄1发生位移时，两个位移传感器23采集到的为一个正向位移信号，一个反向位移信号，此时，推车为左转向或右转向。

如图5所示实施例中，传感器组件2包括两个力传感器22及一个扭矩传感器24，扭矩传感器24连接在连接座3上，手柄1的左手操控部分1a通过其中的一个力传感器22连接于扭矩传感器24，手柄1的右手操控部分1b通过另一个力传感器22连接于扭矩传感器24。

本实施例中，连接座3上设有安装板31，扭矩传感器24安装在该安装板31上，其他实施例中，也可以省略安装板31。传感器组件还包括支架5，其具有连接板，扭矩传感器设置于所述支架的一侧，两个力传感器设置于支架的另一侧，即分别位于连接板的两侧。其他实施例中，支架也可以具有两个连接板，两个连接板形成夹角，例如，垂直设置，其中一个连接板连接扭矩传感器24，另一个连接板连接力传感器22。

使用上述把手时，通过类似于旋转方向盘的方式来操控手柄1，使手柄1产生扭矩，扭矩传感器24主要采集手柄1的扭矩信号，力传感器22主要采集手柄1的力信号，通过扭矩传感器24采集的扭矩信号作为控制推车转向的指令信号，通过两个力传感器22采集到的力信号作为控制推车前进或后退的指令信号。

一实施例中，力传感器22的受力方向(在手柄1上施加推力或拉力的方向)与扭矩传感器24的转轴形成的夹角α的范围是30°-90°，这样的设计比较符合操作者的操作习惯，提高了推车操作的舒适度。

如图6所示实施例中，传感器组件2包括两个位移传感器23及一个扭矩传感器24，与图5所示实施例的区别在于，本实施例中将力传感器22替换成位移传感器23，并通过两个位移传感器23采集到的位移信号作为控制推车前进或后退的指令信号。

一实施例中，位移传感器22的位移方向(在手柄1上施加推力或拉力使手柄1发生位移的方向)与扭矩传感器24的转轴形成的夹角β的范围是30°-90°，这样的设计比较符合操作者的操作习惯，提高了推车操作的舒适度。

如图7所示实施例中，传感器组件2包括一个位移传感器23及两个力传感器22，位移传感器23连接在连接座3上，手柄1的左手操控部分1a通过其中的一个力传感器22连接于位移传感器23，手柄1的右手操控部分1b通过另一个力传感器22连接于位移传感器23，支架5具有连接板，位移传感器设置于连接板的一侧，两个力传感器设置于连接板的相对侧，位移传感器23主要采集手柄1的位移信号，力传感器22主要采集施加于手柄1上的力信号，通过位移传感器23采集到的位移信号作为控制推车前进或后退的指令信号，通过两个力传感器22采集的力信号作为控制推车转向的指令信号。

需要说明的是，获取各传感器采集到的信号后，将各信号与对应的预设值进行比对，若小于或等于预设值，则推车保持现有状态，若大于预设值，则推车根据预设规则移动。各方向的移动均可设置一预设值与其进行比较，以避免误操作，令推车的安全性更高。

例如，当获取的启动信号的值大于预设启动值时，推车启动，其中，启动信号为获取的力信号，或者位移信号。再如，当获取左右两个力信号或者位移信号在预设偏差内时，推车直行。

如图8、图9所示实施例中，手柄1上还设有开关控制组件4，开关控制组件4包括控制开关41及按钮42，控制开关41可以是微动开关、压力开关、下压开关等，控制开关42与推车底盘上的抱闸(未图示)电连接，通过按压按钮42来触发控制开关41，将推车底盘的抱闸解锁，以便于操控推车移动。

具体地，手柄1设有安装腔11，控制开关41设于安装腔11底部，按钮42活动地设于安装腔11内，按钮42设有按压部42a，按压部42a与控制开关41的触发部相抵接，通过按压按钮42使按压部42a下压触发部来触发控制开关42。

一实施例中按压部42a设有倾斜面42b，触发部上设有滚动体41a，滚动体41a与倾斜面42b相抵接，下压按钮42时，滚动体41a可以沿着倾斜面42b滚动，使得下压按钮更加省力，从而更加容易触发控制开关41。

其中，如图8所示，按钮42可以是这样活动地设于安装腔11内，即按钮42的一端与安装腔11的侧壁铰接，例如，可通过转轴、合页、球铰链等方式铰接，按钮42的另一端与安装腔11的侧壁卡接，在卡接的位置处设有使按压部42a具有离开触发部趋势的第一复位件43，第一复位件43可以是弹簧、簧片、扭簧等，下压按钮42时，按钮42绕着铰接端摆动使按压部42a下压触发部来触发控制开关42，放松按钮42时，在第一复位件43的作用下按钮42重新回复到初始位置。

或者，如图9所示，安装腔11内设有导向杆43，例如，分别在按钮42的两端各设置一个导杆44，按钮42对应地套接在导杆44上，导杆44对按钮42在下压过程中起导向作用，导杆44上还套接有使按压部42a具有离开触发部趋势的第二复位件45，下压按钮42时，按钮42沿着导杆44运动使按压部42a下压触发部来触发控制开关42，放松按钮42时，在第二复位件45的作用下按钮42重新回复到初始位置。

如图10所示，为了解决相同的问题，本发明还提供了一种推车，包括车架6、底盘7以及上述任一方案的推车控制把手，推车控制把手通过连接座3安装于车架6上，传感器组件2与推车上的控制器(未图示)电性连接，因此，传感器组件2可以将从手柄1上感应得到的矢量信号反馈给控制器，而这些反馈的矢量信号可作为控制推车运动的指令依据，控制器可以对接收到的矢量信号进行处理，并发出控制指令给底盘上的驱动装置，以驱动推车按指定路径移动；从而实现了通过双手施加推力或拉力给手柄，作为输入指令依据，然后经过传感器组件2及控制器的中间环节处理，最后通过驱动装置输出动力驱动推车按指定路径移动的功能。

其中通过驱动装置驱动推车按指定路径移动的方式有多种，例如，采用舵轮和万向轮组合的驱动方式，在底盘7上设有至少一个舵轮和至少两个万向轮，如图11所示，该实施例中，在底盘7前部设有一个舵轮71和四个万向轮72，由于舵轮71均各设置一个驱动电机及一个转向电机，可将舵轮71的驱动电机及转向电机均与控制器电性连接，通过控制器发出指令信号给驱动电机及转向电机，来控制舵轮71工作，以驱动推车按指定路径运动；其它实施例中也可在底盘7前后各设置一个舵轮71，以提高驱动和转向的稳定性。

也可以采用驱动轮和万向轮组合的驱动方式，在底盘上设有两个驱动轮和至少一个万向轮，如图12所示，该实施例中，设有两个驱动轮73和两个万向轮72，两个驱动轮73相对设置，每个驱动轮73均设有一个驱动电机，驱动轮73的驱动电机与控制器电性连接，通过控制器发出指令信号给驱动电机来控制驱动轮工作，以驱动推车按指定路径运动，通过控制两个驱动轮的速差实现转向。

还可以采用麦克纳姆轮的驱动方式，在底盘上设有四个麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮均设置一个驱动电机，每个麦克纳姆轮的驱动电机均与控制器电性连接，通过控制器发出指令信号给驱动电机来控制麦克纳姆轮工作，以驱动推车前进、后退或转向。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。